GSM-R e FRMCS: o rádio que faz circular os comboios
O GSM-R é a rede rádio dedicada dos caminhos de ferro: liga o maquinista, o centro de controlo e o pessoal em terra em frequências reservadas, e transporta os dados do sistema de controlo da marcha do comboio ETCS. O seu sucessor designado chama-se FRMCS e assenta no 5G: a transição é esperada a partir de 2030, com um longo período de coexistência entre as duas redes. Vejamos o que é o GSM-R, em que frequências trabalha, que funções o distinguem da rede dos telemóveis comuns e o que muda com o FRMCS.
O que é o GSM-R
GSM-R significa GSM-Railway: é a adaptação ferroviária do padrão celular GSM, definida a nível europeu pela UIC (a união internacional dos caminhos de ferro) através das especificações EIRENE. É a rede com que o maquinista fala com o centro de controlo, recebe as chamadas de emergência e troca os dados de sinalização ao longo da linha.
Ao contrário de uma rede celular pública, o GSM-R é construído e gerido pelo gestor da infraestrutura ferroviária: cada país tem a sua própria rede, a cargo do respetivo gestor nacional (em Itália, a RFI). As estações de base estão dispostas ao longo da via, a cobertura é projetada sobre a linha ferroviária e não sobre o território, e os requisitos de disponibilidade são os de um sistema para comunicações críticas, não os de um serviço comercial.
As frequências do GSM-R
O GSM-R trabalha numa porção reservada da banda dos 900 MHz, separada da dos operadores públicos:
| Banda | Uplink (comboio → rede) | Downlink (rede → comboio) |
|---|---|---|
| GSM-R | 876–880 MHz | 921–925 MHz |
| E-GSM-R (extensão, de âmbito nacional) | 873–876 MHz | 918–921 MHz |
A proximidade da banda dos 900 MHz dos operadores públicos não é um pormenor: as portadoras 4G e 5G comerciais adjacentes podem interferir com os recetores GSM-R de bordo, e é uma das razões pelas quais a qualidade rádio das linhas deve ser verificada com medições no terreno e não apenas em projeto.
As funções que o GSM público não tem
O GSM-R acrescenta ao padrão GSM um conjunto de funções pensadas para a exploração ferroviária, conhecidas como ASCI:
- Chamadas de grupo (VGCS): todos os operadores de um troço participam na mesma conversa, como numa rede rádio profissional.
- Chamadas broadcast (VBS): um anúncio chega de uma só vez a todos os comboios de uma área.
- Prioridade e preempção (eMLPP): as chamadas críticas passam sempre, mesmo com a rede carregada, suspendendo as menos urgentes.
- Chamada de emergência ferroviária (REC): chega em poucos segundos a todos os comboios e postos de controlo da zona afetada.
- Numeração funcional: chama-se «o comboio 9615» ou «o maquinista da via 3», e não um número de telefone pessoal: o endereçamento segue a função e a posição, não o cartão SIM.
A bordo, estas funções passam pela cab radio, o terminal GSM-R instalado na cabina de condução, enquanto o pessoal em terra usa telefones GSM-R portáteis homologados para o ambiente ferroviário.
GSM-R, ERTMS e ETCS: como trabalham em conjunto
O GSM-R é um dos dois pilares do ERTMS, o sistema europeu de gestão do tráfego ferroviário. O outro pilar é o ETCS, o sistema de controlo da marcha do comboio: nos níveis mais avançados (ETCS Nível 2), a posição do comboio e as autorizações de movimento viajam precisamente na rede GSM-R, de forma contínua entre bordo e terra.
Por isso as especificações EIRENE impõem requisitos de cobertura mais exigentes nas linhas ETCS: mantendo a mesma probabilidade de cobertura (95%), sobe o nível mínimo de sinal exigido, de −98 dBm para a voz a −95 dBm nas linhas ETCS, até −92 dBm acima dos 280 km/h. Uma zona de sombra rádio não é apenas uma chamada perdida: é um dado de sinalização que não chega.
A cobertura GSM-R em túnel
O ponto mais delicado de uma rede GSM-R é o túnel: o sinal das estações de base exteriores não penetra debaixo da montanha, e a cobertura tem de ser reconstruída com instalações dedicadas, tipicamente cabos radiantes ou sistemas DAS alimentados por repetidores.
É o terreno em que a Teleproject trabalha há vinte anos: projeto da cobertura rádio em túnel, instalação dos equipamentos, monitorização dos cabos radiantes e verificações no terreno, para caminhos de ferro e infraestruturas críticas. As mesmas competências descritas nas nossas soluções para ferrovias e metropolitanos.
FRMCS: o que é e quando chega
O FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) é o padrão definido pela UIC para substituir o GSM-R. Assenta no 5G, é totalmente IP e nasce para transportar muitos mais dados: não só a voz e a sinalização, mas também telemetria, vídeo e aplicações de automatização da marcha.
Para o FRMCS a Europa destinou novas frequências dedicadas: a banda 1900–1910 MHz (n101) e uma porção da banda dos 900 MHz (n100). Os primeiros ensaios estão em curso em vários países europeus; a migração propriamente dita é esperada a partir de 2030 e será gradual, com as duas redes em serviço em paralelo na mesma linha durante anos: o suporte do GSM-R está previsto até cerca de 2035.
FRMCS vs GSM-R: o que muda
| GSM-R | FRMCS | |
|---|---|---|
| Tecnologia | 2G (GSM) | 5G |
| Frequências | 876–880 / 921–925 MHz | 1900–1910 MHz (n101), 900 MHz (n100) |
| Transporte | Voz em comutação de circuitos, dados limitados | Totalmente IP, banda larga |
| Aplicações | Voz, ETCS L2 | Voz, ETCS, telemetria, vídeo, automatização |
| Estado | Em serviço | Ensaios em curso, migração a partir de 2030 |
Em resumo: o FRMCS não é uma atualização do GSM-R, é uma rede nova em frequências novas. Quem gere uma linha terá de projetar, cobrir e comissionar de novo, túneis incluídos.
Do projeto à verificação no terreno
Seja a rede o GSM-R de hoje ou o FRMCS de amanhã, o ponto firme continua o mesmo: a cobertura declarada em projeto tem de ser verificada e mantida ao longo do tempo. Ao modo de o fazer dedicámos um guia sobre a monitorização da rede GSM-R, com os parâmetros a observar e os limiares EIRENE; a monitorização contínua dos níveis ao longo da linha faz-se com sondas fixas como o TP-CELLX.
Perguntas frequentes
O que significa a sigla GSM-R?
GSM-Railway: é a versão ferroviária do padrão celular GSM, definida pela UIC com as especificações EIRENE. O «R» corresponde a Railway, caminho de ferro.
O que é um telefone GSM-R?
É um terminal rádio homologado para a rede GSM-R: a cab radio instalada na cabina de condução para o maquinista, ou o portátil usado pelo pessoal em terra. Em comparação com um telefone comum, suporta as funções ferroviárias: chamadas de grupo, prioridade, chamada de emergência e numeração funcional.
Porque é que os caminhos de ferro não usam a rede celular normal?
Porque uma rede pública não garante o que a exploração ferroviária exige: cobertura projetada sobre a linha, prioridade absoluta das chamadas críticas, chamadas de grupo e de emergência, disponibilidade de sistema mission-critical. O GSM-R usa frequências reservadas e uma rede dedicada, gerida pelo gestor da infraestrutura.
Que frequências usa o FRMCS?
A banda dedicada 1900–1910 MHz (n101) e uma porção da banda dos 900 MHz (n100), definidas a nível europeu. São frequências diferentes das do GSM-R: por isso a migração exige um novo projeto de cobertura, túneis incluídos.